數(shù)字切片在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

賀衛(wèi)東+孫超越

摘 要： 病理學(xué)是一門特別注重實(shí)踐教學(xué)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在病理學(xué)教學(xué)中占有重要的位置，傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要依賴顯微鏡對(duì)病理學(xué)玻璃組織切片進(jìn)行觀察，這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ接绊懥私虒W(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。利用數(shù)字切片開展病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，打破了傳統(tǒng)病理學(xué)組織切片教學(xué)所存在的空間和時(shí)間的限制，對(duì)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生了深刻的影響，對(duì)培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要意義。

關(guān)鍵詞：病理學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 數(shù)字切片

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）12-0262-01

在醫(yī)學(xué)教育中病理學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，是一門特別注重實(shí)踐教學(xué)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在病理學(xué)教學(xué)中占有重要的位置，為了讓學(xué)生全面深入的認(rèn)識(shí)疾病發(fā)生過程中，組織和細(xì)胞發(fā)生的病理變化，需要通過顯微觀察來加深對(duì)基本病變的理解和認(rèn)識(shí)，在實(shí)驗(yàn)中教師指導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)組織切片全面和細(xì)致的觀察， 使學(xué)生認(rèn)識(shí)組織細(xì)胞中發(fā)生的病理變化，掌握一定的病理切片讀片技能，為臨床學(xué)科的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，全數(shù)字病理切片技術(shù)的出現(xiàn)給顯微鏡下微觀世界教學(xué)帶來了革命性的變革，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，數(shù)字切片保存在校園網(wǎng)云教學(xué)平臺(tái)中，學(xué)生可以不受時(shí)間和空間限制進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了病理教學(xué)資源的共享，克服了傳統(tǒng)病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生只有依賴實(shí)驗(yàn)室的顯微鏡才能觀察切片的弊端，為病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了新的活力。本文分析了數(shù)字切片在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，為促進(jìn)數(shù)字切片在病理形態(tài)學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了參考。

一、傳統(tǒng)玻璃切片教學(xué)的局限性

用傳統(tǒng)玻璃切片開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生需在實(shí)驗(yàn)室使用顯微鏡進(jìn)行觀察，由于在制片過程中批次不一樣，或制片操作中出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致切片質(zhì)量參差不齊，不利于典型結(jié)構(gòu)的觀察和示教，影響整體教學(xué)效果；傳統(tǒng)玻璃切片易破損，易褪色，不易長(zhǎng)期保存，成本高；少數(shù)罕見疾病的病理標(biāo)本難以采集，制作困難、對(duì)于一些特殊染色的切片，數(shù)量少，無法滿足學(xué)生學(xué)習(xí)要求，在病理教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，往往用多顯微鏡頭共享的方式，共同觀看老師操作的玻璃切片，但鏡頭數(shù)量有限，一次只能帶教幾個(gè)學(xué)生，如果一名老師帶幾十名學(xué)生就要多次重復(fù)講解同一個(gè)病例，可想而知這個(gè)工作量是多么巨大，這些特性不同程度的影響了病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

二、數(shù)字切片的制作技術(shù)

數(shù)字切片的制作，是利用數(shù)字切片掃描系統(tǒng)，把玻璃切片進(jìn)行數(shù)字化成一張完整切片，系統(tǒng)包括顯微鏡掃描平臺(tái)、專業(yè)攝像頭、掃描控制軟件、圖像壓縮與存儲(chǔ)等軟硬件，是集多種技術(shù)與多學(xué)科于一體的系統(tǒng)產(chǎn)品，目前數(shù)字切片的掃描方式存在兩種：

1.傳統(tǒng)的方式就是在顯微鏡上裝配一個(gè)高分辨率的CCD相機(jī)進(jìn)行拍照，這樣將高倍放大的玻璃切片圖像進(jìn)行局部的多次的拍照，并將最后生成的N多張圖片利用計(jì)算機(jī)的軟件功能組合成一個(gè)整張的切片圖像，這樣就完成了數(shù)字切片的制作，此方法比較落后，這樣掃描成的一個(gè)圖像所需要的時(shí)間往往達(dá)到10幾分鐘，而且采集的畫質(zhì)圖像分辨率不夠高。

2.目前最新的是TDI-CCD線性掃描技術(shù)，類似于辦公設(shè)備用的掃描儀，TDI-CCD圖像傳感器在物體上移動(dòng)掃描的同時(shí)，圖像即傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，這樣掃描的速度非常之快，再加上他的高分辨率、高靈敏度，可以讓每個(gè)像素點(diǎn)達(dá)到0.23um（微米）。

三、數(shù)字切片的主要優(yōu)勢(shì)

1.數(shù)字切片是整個(gè)玻璃切片標(biāo)本組織的掃描，其組織結(jié)構(gòu)完整，視野全面， 分辨率高， 圖片清晰，色彩飽和。

2.數(shù)字切片的使用只要在電腦上安裝圖像瀏覽軟件就可以模擬顯微鏡觀察。通過鼠標(biāo)操作可以快速選擇切片任意部位觀察， 可以按定倍及任意倍率的放大、縮小，圖像信息不會(huì)失真；學(xué)生的個(gè)人電腦或移動(dòng)終端登入到學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的數(shù)字切片庫(kù)中，在沒有顯微鏡和玻璃切片時(shí)也能自由觀察切片，不受時(shí)間和空間的限制，滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。

3.數(shù)字切片利用龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，將各種病理病例的數(shù)字影像存儲(chǔ)起來，并通過分析和統(tǒng)計(jì)軟件將同類的病理切片數(shù)字影像分析和分類，查找起來非常方便，使切片的管理更加高效便捷。避免了傳統(tǒng)切片在制作和使用過程中容易破碎、褪色，標(biāo)本消耗量大的現(xiàn)象，對(duì)一些珍貴標(biāo)本轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字切片后可以長(zhǎng)期保存，不易丟失。

4.通過計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還可將數(shù)字切片應(yīng)用于學(xué)術(shù)交流、技能培訓(xùn)、病例遠(yuǎn)程會(huì)診和病理讀片會(huì)等。

四、數(shù)字切片在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)字切片給傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)教學(xué)帶來了全新的模式，對(duì)提升基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮重要的作用，數(shù)字切片的引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種變革，也是數(shù)字化社會(huì)發(fā)展帶來的必然結(jié)果，它既可以豐富病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和內(nèi)涵，也可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)擴(kuò)展到實(shí)驗(yàn)室以外。

1.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，病理老師和學(xué)生可以通過計(jì)算機(jī)調(diào)取感興趣的數(shù)字病理圖像在分屏或者是聯(lián)網(wǎng)的顯示器上共同觀看，可以擺脫顯微鏡的局限，并且龐大的數(shù)據(jù)量和便捷的調(diào)取功能更加有利于老師和學(xué)生的觀察和比較。

2.數(shù)字切片是由多個(gè)學(xué)科的形態(tài)學(xué)組織切片構(gòu)成，組成了一個(gè)數(shù)字切片庫(kù)，其中主要包含了組織學(xué) 、病理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)等學(xué)科掃描的大量切片資源， 每張切片圖擁有文字標(biāo)注、測(cè)試等功能，便于教師備課、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)考試復(fù)習(xí)等。教師還可將病理學(xué)中一些罕見的病例和臨床收集的典型病例切片掃描上傳至數(shù)字切片庫(kù)，豐富資源庫(kù)，方便上課時(shí)使用 學(xué)生也可以共享這些數(shù)字資源。

3.在病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，常常遇到學(xué)生對(duì)組織細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)模糊不清，傳統(tǒng)的玻璃切片的調(diào)用比較麻煩，而數(shù)字切片庫(kù)卻很好的發(fā)揮這種快速、便捷的作用，教師可以迅速?gòu)臄?shù)字切片庫(kù)中調(diào)用組織學(xué)的切片，觀察正常組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比教學(xué)，使學(xué)生加深了病變組織認(rèn)識(shí)和理解，達(dá)到很好的教學(xué)效果。

4.利用數(shù)字切片，可以更好地發(fā)揮數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)的教學(xué)效果，既可以大規(guī)模的示教，也可以一對(duì)一的講解，個(gè)體和團(tuán)體的結(jié)合使教學(xué)效果明顯增強(qiáng)，學(xué)生可以通過觀察已編輯標(biāo)注好的數(shù)字切片，更快更好地理解和掌握病變特點(diǎn)。

5.在病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，過去常要求學(xué)生通過繪制鏡下病變組織結(jié)構(gòu)圖，上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，不少繪圖能力差的學(xué)生常常感到困惑，利用數(shù)字切片學(xué)生只要找到典型病變的部位，通過計(jì)算機(jī)標(biāo)識(shí)出病變的組織和細(xì)胞，上交作業(yè)以電子文檔的形式保存在教師電腦中或上傳到服務(wù)器存儲(chǔ)中，教師可以隨時(shí)隨地調(diào)用進(jìn)行批改。

6.利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，加強(qiáng)同有關(guān)院校的溝通，共享數(shù)字切片，使數(shù)字切片庫(kù)不斷更新，內(nèi)容不斷豐富，為病理學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供豐富的素材。再者遠(yuǎn)程教學(xué)功能的引入，使學(xué)生可以向其他病理老師學(xué)習(xí)病理知識(shí)，而不局限于自己的任課老師或?qū)煛?/p>

以適應(yīng)現(xiàn)代病理課程改革需要的數(shù)字切片系統(tǒng)的建設(shè)，改變了傳統(tǒng)以玻璃切片的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，明顯提高病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果；傳統(tǒng)玻璃切片的數(shù)字化有利于切片的長(zhǎng)久保存；數(shù)字切片與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，使學(xué)生學(xué)習(xí)切片不再受時(shí)間和空間的限制，相信隨著數(shù)字切片技術(shù)的不斷更新、完善和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷成熟，將為推動(dòng)病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果、提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力發(fā)揮重要的作用。

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作者簡(jiǎn)介： 賀衛(wèi)東（1964-），男，本科，副教授，主要從事病理學(xué)基礎(chǔ)研究。